Bioacumulacion-y-capacidad-reguladora-de-los-metales-Zn-Ni-y-Cd-en-el-erizo-de-mar-echinometra-lucunter

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO 
POSGRADO EN CIENCIAS DEL MAR Y LIMNOLOGÍA 
 
 
 
 
Bioacumulación y capacidad reguladora de los metales 
Zn, Ni y Cd en el erizo de mar (Echinometra lucunter). 
 
 
 
TESIS 
QUE PARA OPTAR POR EL GRADO DE 
MAESTRO EN CIENCIAS 
 
 
 
 
PRESENTA 
CLAUDIA PATRICIA DORANTES MEJÍA 
 
 
 
TUTOR PRINCIPAL 
Dr. FERNANDO ANTONIO GONZÁLEZ FARÍAS 
INSTITUTO DE CIENCIAS DEL MAR Y LIMNOLOGÍA 
 
MIEMBROS DEL COMITÉ TUTOR 
Dr. Francisco Alonso Solís Marín 
Instituto de Ciencias del Mar y Limnología 
Dra. Claudia Alejandra Ponce de León Hill 
Facultad de Ciencias 
Dr. Alfonso Vázquez Botello 
Instituto de Ciencias del Mar y Limnología 
Dr. Luis Arturo Soto González 
Instituto de Ciencias del Mar y Limnología 
 
 
MÉXICO, D. F. JUNIO 2016 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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  Echinometra	
  lucunter	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
	
  |	
  P á g i n a 	
  
	
  
2	
  
	
  
Í	
  N	
  D	
  I	
  C	
  E	
  
	
  
I.	
   RESUMEN	
  ……………………………………………………………………………………	
   8 
 
1.	
   INTRODUCCIÓN	
  ……………………………………………………………………………..	
   	
  	
  10	
  
 
2.	
   ANTECEDENTES	
  ..................................................................................	
   14	
  
2.1	
  Ubicación	
  taxonómica	
  de	
  E.	
  lucunter	
  …………………………………………………………….	
   14	
  
2.2	
  Distribución	
  geográfica	
  de	
  E.	
  lucunter	
  …………………………………………………………..	
   14	
  
2.3	
  Descripción	
  morfológica	
  de	
  E.	
  lucunter	
  …………………………………………………………	
   15	
  
2.4	
  Ciclo	
  de	
  vida	
  de	
  E.	
  lucunter	
  ……………………………………………………………………………	
   16	
  
2.5	
   Problemática	
   de	
   contaminación	
   en	
   el	
   Parque	
   Nacional	
   Sistema	
   Arrecifal	
  
Veracruzano	
  ……………………………………………………………………………………………………….	
  
	
  
16	
  
2.6	
  Fuente	
  de	
  los	
  metales	
  pesados	
  Cd,	
  Zn	
  y	
  Ni	
  ……………………………………………………	
   18	
  
2.7	
  Equinodermos	
  como	
  bioindicadores	
  de	
  contaminación	
  ………………………………..	
   19	
  
2.8	
  Tipos	
  de	
  bioindicadores	
  ………………………………………………………………………………..	
   21	
  
 
3.	
   JUSTIFICACIÓN	
  ……………………………………………………………………………….	
   24	
  
4.	
   HIPÓTESIS	
  ………………………………………………………………………………………	
   24	
  
 
5.	
   OBJETIVOS	
  …………………………………………………………………………….….……	
   25	
  
5.1	
  General	
  …………………………………………………………………………………………………………	
   25	
  
5.2	
  Particulares	
  …………………………………………………………………………………………………..	
   25	
  
 
6.	
   MATERIAL	
  Y	
  MÉTODOS	
  ………………………………………………………………….	
   26	
  
6.1	
  	
  Área	
  de	
  recolecta	
  …………………………………………………………………………………………	
   26	
  
6.1.1	
  Recolecta	
  de	
  organismos	
  …………………………………………………………………	
  
6.1.2	
  Traslado	
  de	
  los	
  organismos	
  ………………………………………………………………	
  
27	
  
28	
  
6.2	
  Etapas	
  previas	
  a	
  la	
  realización	
  de	
  los	
  bioensayos	
  ………………………………………….	
   28	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Echinometra	
  lucunter	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
	
  |	
  P á g i n a 	
  
	
  
3	
  
6.2.1	
  Aclimatación	
  de	
  organismos	
  …………………………………………………………….	
   28	
  
6.2.2	
  Prueba	
  de	
  calidad	
  de	
  los	
  lotes	
  ………………………………………………………….	
   29	
  
	
  	
  	
  	
  	
  6.3	
  Desarrollo	
  de	
  bioensayos	
  ……………………………………………………………………………..	
   30	
  
6.3.1	
  1er	
  Bioensayo.	
  Determinación	
  de	
  la	
  CL50-­‐96h	
  de	
  los	
  metales	
  Cd,	
  Ni	
  y	
  
Zn	
  	
  en	
  el	
  erizo	
  de	
  mar	
  E.	
  lucunter	
  ………………………………………………………………	
   30	
  
6.3.2	
   2do	
   Bioensayo.	
   Evaluación	
   de	
   la	
   capacidad	
   de	
   E.	
   lucunter	
   para	
  
acumular	
  metales	
  Cd,	
  Ni	
  y	
  Zn	
  …………………………………………………………………….	
   31	
  
6.3.3	
  	
  3er	
  Bioensayo.	
  Evaluación	
  de	
  la	
  capacidad	
  de	
  E.	
  lucunter	
  de	
  regular	
  
los	
  metales	
  Cd,	
  Ni	
  y	
  Zn	
  ………………………………………………………………………………	
   32	
  
6.4	
  Procesamiento	
  de	
  las	
  muestras	
  de	
  organismos	
  …………………………………………….	
   33	
  
6.4.1	
  Digestión	
  de	
  espinas	
  y	
  testa	
  ……………………………………………………………..	
   34	
  
6.4.2	
  Digestión	
  del	
  tejido	
  blando	
  ……………………………………………………………….	
   34	
  
6.4.3	
  Análisis	
  de	
  los	
  metales	
  ……………………………………………………………………..	
   35	
  
6.4.4	
  Cuantificación	
  de	
  metales	
  …………………………………………………………………	
   35	
  
6.5	
  Análisis	
  estadísticos	
  ………………………………………………………………………………………	
   36	
  
 
7.	
   RESULTADOS	
  ………………………………………………………………………………….	
   37	
  
 
7.1	
  	
  Pruebas	
  previas	
  a	
  la	
  realización	
  de	
  los	
  bioensayos	
  ……………………………………….	
   37	
  
7.1.1	
  Calidad	
  del	
  agua	
  ……………………………………………………………………………….	
   37	
  
7.1.2	
  Pruebas	
  de	
  calidad	
  de	
  los	
  lotes	
  …………………………………………………………	
  
7.1.3	
  Prueba	
  de	
  homogeneidad	
  de	
  los	
  lotes	
  de	
  organismos	
  ………………………	
  
	
  
38	
  
40	
  
7.2	
  1er	
  Bioensayo.	
  Determinación	
  de	
  la	
  CL50-­‐96h	
  como	
  criterio	
  de	
  tolerancia	
  de	
  
E.	
  lucunter	
  a	
  los	
  metales	
  Cd,	
  Ni	
  y	
  Zn	
  ……………………………………………………………………	
   43	
  
7.2.1	
  Determinación	
  de	
  la	
  CL50-­‐96h	
  del	
  Cd	
  ………………………………………………..	
   43	
  
7.2.2	
  Determinación	
  de	
  la	
  CL50-­‐96h	
  del	
  Ni	
  …………………………………………………	
   44	
  
7.2.3	
  Determinación	
  de	
  la	
  CL50-­‐96h	
  del	
  Zn	
  …………………………………………………	
   44	
  
7.2.4	
  Comparación	
  de	
  la	
  CL50-­‐96h	
  del	
  Cd,	
  Ni	
  y	
  Zn	
  ………………………………………	
   	
  	
  	
  45	
  
	
  
7.3	
   2do	
   Bioensayo.	
   Evaluación	
   de	
   la	
   capacidad	
   de	
   acumulación	
   de	
   los	
  metales	
   46	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Echinometra	
  lucunter|	
  P á g i n a 	
  
	
  
4	
  
Cd,	
  Ni	
  y	
  Zn	
  por	
  E.	
  lucunter	
  …………………………………………………………………………………..	
  
7.3.1	
  Capacidad	
  de	
  acumulación	
  del	
  Cd	
  …………………………………………………….	
   46	
  
7.3.2	
  Capacidad	
  de	
  acumulación	
  del	
  Ni	
  ……………………………………………………..	
   48	
  
7.3.3	
  Capacidad	
  de	
  acumulación	
  del	
  Zn	
  …………………………………………………….	
   50	
  
	
  
7.4	
   3er	
   Bioensayo.	
   Evaluación	
   de	
   la	
   capacidad	
   de	
   E.	
   lucunter	
   de	
   regular	
   los	
  
metales	
  Cd,	
  Ni	
  y	
  Zn	
  …………………………………………………………………………………………….	
  
52	
  
7.4.1	
  Capacidad	
  de	
  regulación	
  del	
  Cd	
  ………………………………………………………..	
   52	
  
7.4.2	
  Capacidad	
  de	
  regulación	
  del	
  Ni	
  …………………………………………………………	
   54	
  
7.4.3	
  Capacidad	
  de	
  regulación	
  del	
  Zn	
  ……………………………………………………..	
   55	
  
	
  
8.	
   DISCUSIÓN	
  ……………………………………………………………………………………..	
   57	
  
	
  
8.1	
  Tolerancia	
  de	
  E.	
  lucunter	
  a	
  los	
  metales	
  Cd,	
  Ni	
  y	
  Zn	
  ……………………………………….	
   57	
  
8.2	
  Capacidad	
  de	
  acumulación	
  de	
  los	
  metales	
  Cd,	
  Ni	
  y	
  Zn	
  en	
  E.	
  lucunter	
  ……………	
   61	
  
8.3	
  Capacidad	
  de	
  regulación	
  de	
  los	
  metales	
  Cd,	
  Ni	
  y	
  Zn	
  en	
  E.	
  lucunter	
  ……………....	
   67	
  
8.4	
  Propuesta	
  de	
  la	
  utilización	
  de	
  E.	
  lucunter	
  como	
  bioindicador	
  de	
  
contaminación	
  por	
  los	
  metales	
  Cd,	
  Ni	
  y	
  Zn	
  	
  ………………………………………………………..	
   70	
  
	
  
9.	
   CONCLUSIONES	
  ……………………………………………………………………………..	
   	
  	
  71	
  
	
  
10.	
   LITERATURA	
  CITADA	
  ……………………………………………………………………	
   	
  	
  73	
  
	
  
11.	
   ANEXOS	
  ……………………………………………………………………………………….	
   	
  	
  87	
  
11.1	
  Anexo	
  I.	
  Resultados	
  CL50	
  de	
  las	
  pruebas	
  Probit	
  para	
  la	
  especie	
  E.	
  lucunter	
  ….	
   87	
  
11.1.1	
  	
  Prueba	
  de	
  CL50	
  para	
  Cd	
  ………………………………………………………………….	
   87	
  
11.1.2	
  	
  Prueba	
  de	
  CL50	
  para	
  Ni	
  …………………………………………………………………..	
   87	
  
11.1.3	
  	
  Prueba	
  de	
  CL50	
  para	
  Zn	
  ………………………………………………………………….	
   88	
  
11.2	
  Anexo	
  II.	
  Curvas	
  de	
  calibración	
  de	
  cada	
  uno	
  de	
  los	
  metales	
  ………………………..	
   88	
  
11.2.1	
  	
  Curva	
  de	
  calibración	
  para	
  el	
  Cd	
  ……………………………………………………..	
   88	
  
11.2.2	
  	
  Curva	
  de	
  calibración	
  para	
  el	
  Ni	
  ………………………………………………………	
   89	
  
11.2.3	
  	
  Curva	
  de	
  calibración	
  para	
  el	
  Zn	
  ………………………………………………………	
   89	
  
	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Echinometra	
  lucunter	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
	
  |	
  P á g i n a 	
  
	
  
5	
  
	
  
	
  
LISTA	
  DE	
  TABLAS	
  
	
  
Tabla	
  	
  	
  	
  1.	
   Condiciones	
   hidrológicas	
   observadas	
   durante	
   el	
   mantenimiento	
   en	
  
estanques	
  de	
  erizos	
  de	
  la	
  especie	
  E.	
  lucunter	
  ……………………………………………….	
   37	
  
Tabla	
  	
  	
  	
  2.	
   Parámetros	
  fisicoquímicos	
  monitoreados	
  al	
  inicio	
  y	
  antes	
  de	
  cada	
  recambio	
  
de	
  agua	
  marina	
  artificial	
  durante	
  los	
  bioensayos	
  con	
  E.	
  lucunter	
  ………………….	
   38	
  
Tabla	
  	
  	
  	
  3.	
   Promedios	
   ±	
   D.E	
   de	
   peso	
   y	
   velocidad	
   promedio	
   de	
   los	
   organismos	
   de	
   E.	
  
lucunter	
  que	
  fueron	
  sometidos	
  a	
  bioensayos	
  ……………………………………………….	
   39	
  
Tabla	
  	
  	
  	
  4.	
   Porcentaje	
   de	
   organismos	
   de	
  E.	
   lucunter	
   que	
   presentaron	
  movimiento	
   de	
  
espinas	
  al	
  ser	
  extraídos	
  del	
  agua	
  ………………………………………………………………….	
   40	
  
Tabla	
  	
  	
  	
  5.	
   Promedio	
  ±	
  D.E.	
  de	
   los	
   caracteres	
  biométricos	
  medidos	
  a	
   cada	
  organismo	
  
de	
  E.	
  lucunter	
  que	
  fue	
  sometido	
  al	
  bioensayo	
  de	
  Zn	
  …………………………………….	
   41	
  
Tabla	
  	
  5.1	
   Prueba	
  de	
  contraste	
  de	
  igualdad	
  de	
  medias	
  ……………………………………………	
   41	
  
Tabla	
  	
  	
  	
  6.	
   Promedio	
  ±	
  D.E.	
  de	
   los	
   caracteres	
  biométricos	
  medidos	
  a	
   cada	
  organismo	
  
de	
  E.	
  lucunter	
  que	
  fue	
  sometido	
  al	
  bioensayo	
  de	
  Ni	
  …………………………………….	
   41	
  
Tabla	
  	
  6.1	
   Prueba	
  de	
  contraste	
  de	
  igualdad	
  de	
  medias	
  	
  ………………………………………………..	
   42	
  
Tabla	
  	
  	
  	
  7.	
   Promedio	
  ±	
  D.E.	
  de	
   los	
   caracteres	
  biométricos	
  medidos	
  a	
   cada	
  organismo	
  
de	
  E.	
  lucunter	
  que	
  fue	
  sometido	
  al	
  bioensayo	
  de	
  Cd	
  …………………………………….	
   42	
  
Tabla	
  	
  7.1	
   Prueba	
  de	
  contraste	
  de	
  igualdad	
  de	
  medias	
  ……………………………………………	
   42	
  
Tabla	
  	
  	
  	
  8.	
   Resultados	
   de	
   la	
   prueba	
   Shapiro-­‐Wilks	
   para	
   el	
   contraste	
   de	
   hipótesis	
   de	
  
normalidad	
  en	
  las	
  concentraciones	
  de	
  los	
  tres	
  metales	
  (Cd,	
  Ni,	
  Zn)………………	
   46	
  
Tabla	
  	
  	
  	
  9.	
   Concentración	
   promedio	
   de	
   Cd	
   determinado	
   en	
   E.	
   lucunter	
   (mg/kg	
   peso	
  
seco)	
  durante	
  los	
  10	
  días	
  del	
  periodo	
  de	
  bioacumulación	
  …………………………….	
   47	
  
Tabla	
  	
  10.	
   Resultados	
   de	
   la	
   prueba	
   t-­‐Student	
   para	
   determinar	
   diferencias	
   entre	
   las	
  
concentraciones	
  de	
  Cd	
  encontradas	
  en	
   los	
  erizos	
  del	
   lote	
  experimental	
  vs.	
  
erizos	
  del	
  lote	
  blanco	
  …………………………………………………………………………………… 47	
  
Tabla	
  	
  11.	
   Concentración	
   promedio	
   de	
   Ni	
   determinado	
   en	
   E.	
   lucunter	
   (mg/kg	
   peso	
  
seco)	
  durante	
  los	
  10	
  días	
  del	
  periodo	
  de	
  bioacumulación	
  ……………………………. 48	
  
Tabla	
  	
  12.	
   Resultados	
   de	
   la	
   prueba	
   t-­‐Student	
   para	
   determinar	
   diferencias	
   entre	
   las	
  
concentraciones	
  de	
  Ni	
   encontradas	
  en	
   los	
   erizos	
  del	
   lote	
  experimental	
  vs.	
  
los	
  erizos	
  del	
  lote	
  blanco	
  ……………………………………………………………………………… 
	
  
49	
  
Tabla	
  	
  13.	
   Concentración	
   promedio	
   de	
   Zn	
   determinado	
   en	
   E.	
   lucunter	
   (mg/kg	
   peso	
  
seco)	
  durante	
  los	
  10	
  días	
  del	
  periodo	
  de	
  bioacumulación	
  ……………………………. 
	
  
	
  50	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Echinometra	
  lucunter	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
	
  |	
  P á g i n a 	
  
	
  
6	
  
	
  
Tabla	
  	
  14.	
   Resultados	
   de	
   la	
   prueba	
   t-­‐Student	
   para	
   determinar	
   diferencias	
   entre	
   las	
  
concentraciones	
  de	
  Zn	
  encontradas	
  en	
   los	
  erizos	
  del	
   lote	
  experimental	
  vs.	
  
los	
  erizos	
  del	
  lote	
  blanco	
  ……………………………………………………………………………… 51	
  
Tabla	
  	
  15.	
   Concentración	
   promedio	
   deCd	
   determinado	
   en	
   E.	
   lucunter	
   (mg/kg	
   peso	
  
seco)	
  durante	
  los	
  10	
  días	
  del	
  periodo	
  de	
  regulación	
  ……………………………………. 52	
  
Tabla	
  	
  16.	
   Resultados	
  del	
  ANOVA	
  para	
  determinar	
  diferencias	
  en	
   la	
   regulación	
  de	
  Cd	
  
de	
  las	
  diferentes	
  estructuras	
  a	
  través	
  del	
  tiempo	
  ………………………………………… 53	
  
Tabla	
  	
  17.	
   Concentración	
   promedio	
   de	
   Ni	
   determinado	
   en	
   E.	
   lucunter	
   (mg/kg	
   peso	
  
seco)	
  durante	
  los	
  10	
  días	
  del	
  periodo	
  de	
  regulación	
  ……………………………………. 54	
  
Tabla	
  	
  18.	
   Resultados	
  del	
  ANOVA	
  para	
  determinar	
  diferencias	
  en	
  la	
  regulación	
  de	
  Ni	
  a	
  
través	
  del	
  tiempo	
  ………………………………………………………………………………………… 55	
  
Tabla	
  	
  19.	
   Concentración	
   promedio	
   de	
   Zn	
   determinado	
   en	
   E.	
   lucunter	
   (mg/kg	
   peso	
  
seco)	
  durante	
  los	
  10	
  días	
  del	
  periodo	
  de	
  regulación	
  ……………………………………. 56	
  
Tabla	
  	
  20.	
   Resultados	
   del	
   ANOVA	
   para	
   determinar	
   diferencias	
   entre	
   la	
   regulación	
  de	
  
Zn	
  a	
  través	
  del	
  tiempo	
  ………………………………………………………………………………….	
   56	
  
Tabla	
  	
  21.	
   Concentraciones	
  de	
  metales	
  Cd,	
  Ni	
  y	
  Zn	
  (µgˑL-­‐1)	
  en	
  aguas	
  costeras	
  del	
  Golfo	
  
de	
  México	
  y	
  estándares	
  mundiales	
  de	
  calidad	
  de	
  agua	
  ………………………………..	
   59	
  
Tabla	
  	
  22.	
   Químicos	
  que	
  tienen	
  efectos	
  de	
  disrupción	
  endócrina	
  en	
  invertebrados	
  …….. 64	
  
Tabla	
  	
  23.	
   Ejemplos	
   de	
   los	
   cambios	
   inducidos	
   químicamente	
   en	
   el	
   desarrollo	
   de	
   los	
  
invertebrados	
  ………………………………………………………………………………………………	
   65	
  
Tabla	
  	
  24.	
   Tipos	
  de	
  bioindicadores	
  que	
  son	
  las	
  espinas,	
  la	
  testa	
  y	
  el	
  tejido	
  blando	
  de	
  E.	
  
lucunter	
  para	
  los	
  metales	
  Cd,	
  Ni	
  y	
  Zn	
  ……………………………………………………………	
   70	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Echinometra	
  lucunter	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
	
  |	
  P á g i n a 	
  
	
  
7	
  
	
  
LISTA	
  DE	
  FIGURAS	
  
	
  
Figura	
  	
  	
  	
  1.	
   Distribución	
  geográfica	
  del	
  erizo	
  rojo	
  E.	
  lucunter	
  ………………………………………… 15	
  
Figura	
  	
  	
  	
  2.	
   Respuesta	
   dosis-­‐efecto	
   que	
   muestran	
   los	
   organismos	
   bioindicador	
   y	
  
bioregulador	
  ……………………………………………………………………………………………….. 23	
  
Figura	
  	
  	
  	
  3.	
   Ubicación	
   geográfica	
   del	
   Parque	
   Nacional	
   Sistema	
   Arrecifal	
   Veracruzano,	
  
Veracruz,	
  México	
  …………………………………………………………………………………………. 26	
  
Figura	
  	
  	
  	
  4.	
   Mapa	
  de	
  ubicación	
  de	
  la	
  zona	
  de	
  recolecta	
  del	
  erizo	
  E.	
  lucunter	
  …………………. 27	
  
Figura	
  	
  	
  	
  5.	
   Vistas	
  del	
  estanque	
  de	
  aclimatación	
  y	
  mantenimiento	
  de	
  organismos	
  ………… 29	
  
Figura	
  	
  	
  	
  6.	
   Montaje	
  del	
  sistema	
  para	
  bioensayos	
  de	
  CL50	
  ……………………………………………… 31	
  
Figura	
  	
  	
  	
  7.	
   Montaje	
  del	
  sistema	
  para	
  bioensayos	
  de	
  acumulación	
  ………………………………… 32	
  
Figura	
  	
  	
  	
  8.	
   Esquema	
   en	
   el	
   que	
   se	
   ejemplifican	
   los	
   bioensayos	
   de	
   acumulación	
   y	
  
regulación	
  ……………………………………………………………………………………………………. 33	
  
Figura	
  	
  	
  	
  9.	
   Curva	
  dosis-­‐efecto	
  para	
  las	
  concentraciones	
  de	
  Cd	
  ……………………………………… 43	
  
Figura	
  	
  10.	
   Curva	
  dosis-­‐efecto	
  para	
  las	
  concentraciones	
  de	
  Ni	
  ………………………………………. 44	
  
Figura	
  	
  11.	
   Curva	
  dosis-­‐efecto	
  para	
  las	
  concentraciones	
  de	
  Zn	
  ……………………………………… 45	
  
Figura	
  	
  12.	
   Acumulación	
  media	
  de	
  Cd	
  en:	
  a)	
  espinas,	
  b)	
  testa	
  y	
  c)	
  tejido	
  blando	
  de	
  E.	
  
lucunter	
  al	
  día	
  0,	
  5	
  y	
  10	
  de	
  exposición…………………………………………………………..	
   48	
  
Figura	
  	
  13.	
   Acumulación	
  media	
  de	
  Ni	
  en:	
  a)	
  espinas,	
  b)	
  testa	
  y	
  c)	
  tejido	
  blando	
  	
  de	
  E.	
  
lucunter	
  al	
  día	
  0,	
  5	
  y	
  10	
  de	
  exposición	
  ………………………………………………………….	
   49	
  
Figura	
  	
  14.	
   Acumulación	
  media	
  de	
  Zn	
  en:	
  a)	
  espinas,	
  b)	
  testa	
  y	
  c)	
  tejido	
  blando	
  de	
  E.	
  
lucunter	
  al	
  día	
  0,	
  5	
  y	
  10	
  de	
  exposición	
  ………………………………………………………….	
   51	
  
Figura	
  	
  15.	
   Regulación	
  media	
  de	
  Cd	
  en:	
  a)	
  espinas,	
  b)	
  testa	
  y	
  c)	
  tejido	
  blando	
  de	
  E.	
  
lucunter	
  al	
  día	
  10,	
  15	
  y	
  20	
  de	
  exposición……………………………………………………….	
   53	
  
Figura	
  	
  16.	
   Regulación	
  media	
  de	
  Ni	
  en:	
  a)	
  espinas,	
  b)	
  testa	
  y	
  c)	
  tejido	
  blando	
  de	
  E.	
  
lucunter	
  al	
  día	
  10,	
  15	
  y	
  20	
  de	
  exposición	
  ………………………………………………………	
   54	
  
Figura	
  	
  17.	
   Regulación	
  media	
  de	
  Zn	
  en:	
  a)	
  espinas,	
  b)	
  testa	
  y	
  c)	
  tejido	
  blando	
  de	
  E.	
  
lucunter	
  al	
  día	
  10,	
  15	
  y	
  20	
  de	
  exposición	
  ………………………………………………………	
   55	
  
	
  
	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Echinometra	
  lucunter	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
	
  |	
  P á g i n a 	
  
	
  
8	
  
	
  
	
  
I.	
  RESUMEN	
  
 
	
  
	
  
En	
  el	
  presente	
  estudio	
  se	
  evaluó	
  la	
  toxicidad	
  de	
  los	
  metales	
  Cd,	
  Ni	
  y	
  Zn,	
  así	
  como	
  la	
  capacidad	
  de	
  
acumulación	
  y	
  excreción	
  de	
  éstos,	
  en	
  tres	
  diferentes	
  estructuras	
  del	
  erizo	
  de	
  mar	
  E.	
   lucunter.	
  La	
  
toxicidad	
   de	
   cada	
   uno	
   de	
   los	
   metales	
   se	
   realizó	
   calculando	
   la	
   CL50-­‐96h	
   por	
   medio	
   del	
   método	
  
Probit;	
   encontrando	
   que	
   en	
   orden	
   de	
   toxicidad	
   Cd	
   resultó	
   ser	
   el	
   metal	
   más	
   tóxico	
   para	
   el	
  
organismo	
  seguido	
  de	
  Zn	
  y	
  por	
  último	
  Ni,	
   lo	
  cual	
  concuerda	
  con	
  la	
  función	
  esencial	
  y	
  no	
  esencial	
  
de	
   los	
  metales.	
   Por	
   otra	
   parte	
   se	
   ha	
   visto	
   que	
   los	
   invertebrados	
  marinos	
   absorben	
   y	
   acumulan	
  
metales	
   traza	
   ya	
   sean	
   esenciales	
   o	
   no,	
   de	
   los	
   cuales	
   todos	
   tienen	
   la	
   potencialidad	
   de	
   causar	
  
efectos	
  tóxicos.	
  Los	
  metales	
  acumulados	
  en	
  el	
  tejido	
  o	
  el	
  cuerpo	
  del	
  organismo	
  muestran	
  una	
  gran	
  
variabilidad	
   entre	
   los	
  metales	
   y	
   las	
   distintas	
   estructuras.	
   Los	
   niveles	
   de	
   los	
  metales	
   Cd,	
   Ni	
   y	
   Znfueron	
   determinados	
   en	
   la	
   testa,	
   espinas	
   y	
   tejido	
   blando	
   (entendiéndose	
   por	
   éste,	
   todos	
   los	
  
órganos	
  internos:	
  gónadas,	
  intestinos,	
  tracto	
  digestivo)	
  del	
  erizo	
  de	
  mar	
  E.	
  lucunter.	
  Las	
  diferencias	
  
entre	
   metales	
   y	
   estructuras	
   fueron	
   comparadas.	
   La	
   cinética	
   de	
   absorción	
   y	
   excreción	
   de	
   los	
  
metales	
   evaluados	
   en	
   E.	
   lucunter	
   expuestos	
   por	
   un	
   periodo	
   de	
   10	
   días	
   a	
   una	
   concentración	
  
constante	
  del	
  metal	
  en	
  cuestión	
  (Cd,	
  23.5	
  µgˑL-­‐1;	
  Ni,	
  76.2	
  µgˑL-­‐1;	
  Zn	
  1,120	
  µgˑL-­‐1)	
  disueltos	
  en	
  agua	
  
marina	
   artificial,	
   fueron	
   evaluados	
  midiendo	
   la	
   concentración	
   de	
   éstos	
   en	
   las	
   estructuras	
   antes	
  
mencionadas.	
   La	
   tasa	
   de	
   acumulación	
   que	
   presentó	
   E.	
   lucunter	
  para	
   los	
   tres	
  metales	
   no	
   fue	
   la	
  
misma.	
  E.	
  lucunter	
  tuvo	
  la	
  capacidad	
  de	
  acumular	
  Cd	
  en	
  sus	
  espinas,	
  testa	
  y	
  tejido	
  blando;	
  Ni	
  en	
  su	
  
tejido	
  blando	
  y	
  Zn	
  en	
  sus	
  espinas,	
  testa	
  y	
  tejido	
  blando.	
  De	
  las	
  tres	
  estructuras	
  probadas,	
  el	
  tejido	
  
blando	
  presentó	
  una	
  mayor	
  capacidad	
  de	
  acumulación	
  de	
   los	
  metales,	
   seguido	
  de	
   la	
   testa	
  y	
  por	
  
último	
  las	
  espinas.	
  Por	
  último,	
   los	
  erizos	
  que	
  fueron	
  expuestos	
  a	
   los	
  metales,	
  fueron	
  devueltos	
  a	
  
un	
   ambiente	
   libre	
  de	
   contaminantes	
   y	
   se	
   registró	
   la	
   capacidad	
  de	
  excreción	
  en	
   cada	
  una	
  de	
   las	
  
estructuras	
   probadas.	
   Durante	
   este	
   bioensayo	
   se	
   demostró	
   que	
   E.	
   lucunter	
   tuvo	
   una	
   tasa	
   de	
  
excreción	
  diferencial	
  para	
  los	
  tres	
  metales.	
  De	
  la	
  misma	
  manera,	
  los	
  metales	
  fueron	
  excretados	
  de	
  
manera	
  diferencial	
  en	
  la	
  testa	
  y	
  el	
  tejido	
  blando;	
  mientras	
  que	
  este	
  último	
  excretó	
  Cd	
  y	
  Ni,	
  la	
  testa	
  
mostró	
  este	
  mismo	
  fenómeno	
  con	
  el	
  Zn.	
  Las	
  espinas	
  no	
  tuvieron	
  la	
  capacidad	
  de	
  excretar	
  ninguno	
  
de	
   los	
  metales.	
   Por	
   lo	
   que	
   pueden	
   servir	
   como	
   una	
   estructura	
   de	
  monitoreo	
   de	
   contaminación	
  
ambiental	
  sin	
  tener	
  que	
  sacrificar	
  al	
  organismo.	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
Palabras	
  clave:	
  equinodermo,	
  metales,	
  contaminación,	
  acumulación,	
  regulación,	
  toxicidad.	
  
	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Echinometra	
  lucunter	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
	
  |	
  P á g i n a 	
  
	
  
9	
  
	
  
	
  
	
  
1.	
  ABSTRACT	
  
 
	
  
The	
  aim	
  of	
  the	
  present	
  study	
  is	
  to	
  evaluate	
  the	
  toxicity	
  of	
  Cd,	
  Ni	
  and	
  Zn,	
  as	
  well	
  as	
  the	
  comparative	
  
examination	
  of	
  accumulation	
  and	
  detoxification	
  of	
  the	
  three	
  metals	
  before	
  listed,	
  in	
  bland	
  tissue,	
  
spines	
  and	
  test	
  of	
  Echinometra	
  lucunter,	
  using	
  atomic	
  absorption	
  spectro-­‐photometry.	
  
	
  
The	
  toxicity	
  of	
  each	
  metal	
  was	
  performed	
  calculating	
  the	
  CL50-­‐96	
  hrs	
  by	
  Probit	
  method.	
  In	
  order	
  of	
  
toxicity,	
  Cd	
  was	
   the	
  most	
   	
   toxic	
  metal	
   to	
   the	
  organism,	
   followed	
  by	
  Zn	
  and	
   finally	
  Ni,	
   related	
   to	
  
their	
  essential	
  or	
  not	
  essential	
  function.	
  
	
  
The	
   bioaccumulation	
   of	
   three	
  metals	
   (Cd,	
   Ni,	
   Zn)	
   dissolved	
   in	
   artificial	
   sea	
   water	
   was	
   assessed	
  
measuring	
  the	
  concentrations	
  recorded	
  in	
  test,	
  spines	
  and	
  soft	
  tissue	
  (understanding	
  for	
  it	
  all	
  the	
  
internal	
  organs:	
  gonads,	
  intestine,	
  digestive	
  tract,	
  axial	
  gland)	
  of	
  sea	
  urchin	
  Echinometra	
  lucunter.	
  
The	
  sea	
  urchins	
  were	
  exposed	
  to	
  a	
  constant	
  metal	
  concentration	
  (Cd,	
  23.5	
  µgˑL-­‐1;	
  Ni,	
  76.2	
  µgˑL-­‐1;	
  
Zn	
  1,120	
  µgˑL-­‐1	
  )	
  for	
  a	
  period	
  of	
  10	
  days.	
  
	
  
Subsequent	
   tissue	
   and	
   body	
   concentrations	
   of	
   accumulated	
   trace	
   metals	
   show	
   enormous	
  
variability	
  across	
  metals	
  and	
  different	
  structures.	
  Toxicity	
  does	
  not	
  depend	
  on	
  total	
  accumulated	
  
metal	
  concentration	
  but	
  is	
  related	
  to	
  a	
  threshold	
  concentration	
  of	
  internal	
  metabolically	
  available	
  
metal.	
  Toxicity	
  ensues	
  when	
  the	
  rate	
  of	
  metal	
  uptake	
  from	
  all	
  sources	
  exceeds	
  the	
  combined	
  rates	
  
of	
  detoxification	
  or	
  excretation	
  (if	
  present)	
  of	
  the	
  metal	
  concerned.	
  
	
  
E.	
   lucunter	
  had	
  the	
  ability	
  to	
  accumulate	
  Cd	
  in	
   its	
  spines,	
  test	
  and	
  soft	
  tissue;	
  Ni	
   in	
   its	
  soft	
  tissue	
  
and	
  Zn	
  in	
  its	
  spines,	
  test	
  and	
  soft	
  tissue.	
  Of	
  the	
  three	
  structures	
  tested,	
  the	
  soft	
  tissue	
  had	
  a	
  higher	
  
accumulation	
   capacity	
   of	
   metals,	
   followed	
   by	
   the	
   test	
   and	
   finally	
   the	
   spines.	
   Finally,	
   the	
   sea	
  
urchins	
  who	
  were	
  exposed	
  to	
  metals	
  and	
  were	
  not	
  sacrificed	
  in	
  the	
  bioaccumulation	
  period,	
  were	
  
returned	
  to	
  an	
  environment	
  free	
  of	
  contaminants	
  by	
  a	
  period	
  of	
  10	
  days	
  more	
  and	
  the	
  excretion	
  
capacity	
   in	
   each	
   structure	
  was	
   recorded. During	
   this	
   bioassay	
  was	
  demostrated	
   that	
  E.	
   lucunter	
  
was	
  a	
  differential	
  excretion	
  rate	
  by	
  the	
  three	
  metals.	
  In	
  the	
  same	
  way,	
  the	
  metals	
  were	
  excreted	
  in	
  
differential	
  ways	
   in	
  test	
  and	
  soft	
   tissue.	
  Soft	
   tissue	
  had	
  the	
  ability	
   to	
  excrete	
  Cd	
  and	
  Ni,	
   the	
  test	
  
showed	
  the	
  same	
  pattern	
  with	
  Zn.	
  The	
  spines	
  had	
  not	
  the	
  ability	
  to	
  excrete	
  any	
  of	
  the	
  metals,	
  so	
  it	
  
can	
  be	
  use	
  like	
  monitoring	
  structure	
  of	
  environmental	
  pollution	
  without	
  sacrificing	
  the	
  organism.	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
Key	
  words:	
  echinoderm,	
  metals,	
  pollution,	
  accumulation,	
  detoxification,	
  toxicity.	
  
	
  
	
  
	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Echinometra	
  lucunter	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
	
  |	
  P á g i n a 	
  
	
  
10	
  
	
  
1.	
  INTRODUCCIÓN	
  
 
 
Los	
   metales	
   conforman	
   uno	
   delos	
   principales	
   agentes	
   de	
   contaminación	
   de	
   las	
   zonas	
  
costeras,	
  los	
  cuales	
  no	
  son	
  biodegradables	
  y	
  tienden	
  a	
  acumularse	
  a	
  diferentes	
  niveles	
  en	
  
los	
  ecosistemas	
  	
  (Botello	
  et	
  al.,	
  1996).	
  
	
  
Se	
   ha	
   calculado	
   que	
   alrededor	
   del	
   95%	
   de	
   los	
   metales	
   transportados	
   por	
   los	
   ríos	
   son	
  
removidos	
   y	
   depositados	
   en	
   las	
   márgenes	
   oceánicas	
   tales	
   como	
   los	
   estuarios,	
   la	
  
plataforma	
  y	
  pendientes	
  continentales	
  (Vázquez-­‐Botello	
  et	
  al.,	
  2004).	
  
	
  
Las	
   principales	
   fuentes	
   de	
   metales	
   depositados	
   en	
   las	
   aguas	
   del	
   Golfo	
   de	
   México	
   son	
  
producto	
   de	
   actividades	
   industriales	
   como	
   las	
   refinerías	
   de	
   petróleo,	
   la	
   producción	
   y	
   la	
  
aplicación	
   de	
   fertilizantes	
   y	
   plaguicidas	
   en	
   zonas	
   agrícolas,	
   actividades	
   de	
   minería	
   y	
  
metalurgia,	
   el	
   dragado	
   y	
   la	
   perforación	
   de	
   pozos	
   petroleros	
   donde	
   emplean	
   grandes	
  
cantidades	
  de	
  lodos	
  de	
  perforación	
  que	
  contienen	
  metales	
  como	
  cromo	
  y	
  bario	
  (Vázquez-­‐
Botello	
   et	
   al.,	
   2004).	
   	
   De	
   igual	
  manera,	
   los	
   efluentes	
   domésticos	
   son	
   considerados	
   una	
  
fuente	
  importante	
  de	
  metales	
  en	
  las	
  aguas	
  costeras,	
  las	
  partículas	
  sólidas	
  retenidas	
  en	
  las	
  	
  
aguas	
  residuales	
  contienen	
  un	
  enriquecimiento	
  de	
  varios	
  metales	
  como	
  Ni,	
  Cu,	
  Ag,	
  Pb,	
  Zn,	
  
Cd	
  y	
  Cr,	
  este	
  enriquecimiento	
  se	
  debe	
  a	
  la	
  corrosión	
  que	
  ocurre	
  dentro	
  de	
  la	
  red	
  urbana	
  
de	
  suministro	
  de	
  agua	
  (Páez-­‐Osuna,	
  2005).	
  Así	
  mismo,	
  	
  el	
  empleo	
  de	
  detergentes	
  resulta	
  
otra	
   fuente	
   de	
   aporte	
   de	
   metales,	
   ya	
   que	
   se	
   ha	
   encontrado	
   que	
   la	
   mayoría	
   de	
   los	
  
detergentes	
   con	
  enzimas	
   contienen	
   cantidades	
   importantes	
  de	
  metales	
   (Fe,	
  Mn,	
  Cr,	
  Co,	
  
Zn,	
  Sr	
  y	
  B)	
  (Angino	
  et	
  al.,	
  1970).	
  Los	
  metales	
  también	
  son	
   introducidos	
  en	
   los	
  ambientes	
  
marino	
  y	
  costero	
  por	
  el	
   intemperismo	
  o	
  meteorización	
  de	
   las	
   rocas,	
   la	
  degasificación,	
  el	
  
vulcanismo	
  terrestre	
  y	
  submarino	
  y	
  por	
  transporte	
  atmosférico	
  (Páez-­‐Osuna,	
  2005).	
  
	
  
	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Echinometra	
  lucunter	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
	
  |	
  P á g i n a 	
  
	
  
11	
  
	
  
Los	
  metales	
   se	
  presentan	
  en	
  diferentes	
   formas	
  en	
  el	
  ambiente	
  acuático	
  y	
   la	
  mayoría	
  de	
  
ellos	
   son	
   insolubles	
   en	
   agua	
   a	
   valores	
   de	
   pH	
   neutro	
   o	
   básicos,	
   pero	
   son	
   fácilmente	
  
adsorbidos	
   en	
   el	
   material	
   particulado	
   o	
   sedimentos,	
   los	
   cuales	
   son	
   el	
   sitio	
   final	
   de	
  
depósito;	
  desde	
  ahí	
  pueden	
  ser	
  asimilados	
  por	
  los	
  organismos	
  bentónicos	
  y	
  debido	
  a	
  esta	
  
interacción	
  directa	
  con	
   los	
  sedimentos,	
  éstos	
  pueden	
  reducir	
  drásticamente	
  su	
  potencial	
  
de	
   sobrevivencia	
   y	
   en	
   ocasiones	
   propiciar	
   su	
   total	
   desaparición	
   (Vázquez-­‐Botello	
   et	
   al.,	
  
2004).	
  
	
  
Con	
  base	
  en	
  el	
   requerimiento	
  de	
  metales	
  por	
   los	
  organismos,	
  éstos	
  pueden	
  dividirse	
  en	
  
dos	
   categorías;	
   en	
   la	
   primera	
   se	
   ubican	
   los	
   elementos	
   denominados	
   como	
   metales	
  
esenciales,	
  los	
  cuales	
  participan	
  de	
  forma	
  activa	
  en	
  diferentes	
  procesos	
  metabólicos	
  y	
  son	
  
requeridos	
   por	
   los	
   organismos	
   vivos	
   en	
   cantidades	
   traza;	
   sin	
   embargo,	
   altos	
   niveles	
   de	
  
estos	
  metales	
   	
  pueden	
  llegar	
  a	
   inducir	
  efectos	
  biológicos	
  adversos	
  (Long	
  et	
  al.,	
  1995).	
  La	
  
segunda	
   categoría	
   agrupa	
   a	
   los	
  metales	
   no	
   esenciales,	
   es	
   decir,	
   no	
   requeridos	
   para	
   el	
  
metabolismo,	
   estos	
   elementos	
   son	
   tóxicos	
   incluso	
   en	
   cantidades	
   muy	
   bajas	
   (Wright	
   y	
  
Welbourn,	
  2001).	
  	
  
	
  
Los	
  metales	
   son	
   tomados	
   y	
   acumulados	
   por	
   los	
   invertebrados	
  marinos	
   en	
   su	
   cuerpo	
   y	
  
tejidos	
   usualmente	
   en	
   concentraciones	
   mayores	
   que	
   las	
   encontradas	
   en	
   el	
   agua	
  
circundante	
   (Dallinger	
  y	
  Rainbow,	
  2000);	
  éstos	
   ingresan	
  principalmente	
  por	
   tres	
   rutas:	
   i)	
  
vía	
  alimento,	
  ii)	
  directamente	
  del	
  agua	
  como	
  substancias	
  disueltas,	
  o	
  iii)	
  por	
  ingestión	
  de	
  
material	
   particulado	
   que	
   contenga	
   metales	
   (Phillips,	
   1977).	
   En	
   general,	
   el	
   agua	
   y	
   el	
  
alimento	
  representan	
  las	
  mejores	
  rutas	
  de	
  la	
  toma	
  de	
  metal	
  por	
  los	
  invertebrados	
  marinos	
  
(Dallinger	
  y	
  Rainbow,	
  2000).	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
El	
  puerto	
  de	
  Veracruz,	
  Veracruz,	
  uno	
  de	
  los	
  más	
  importantes	
  de	
  México	
  por	
  las	
  actividades	
  
comerciales,	
  de	
  tránsito	
  e	
  industriales	
  que	
  ahí	
  se	
  realizan,	
  cuyos	
  desechos	
  en	
  conjunto	
  con	
  
los	
  de	
   la	
  zona	
  urbana	
  son	
  vertidos	
  al	
  mar	
   (González	
  de	
   la	
  Parra	
  et	
  al.,	
  1984),	
   trae	
  como	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Echinometra	
  lucunter	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
	
  |	
  P á g i n a 	
  
	
  
12	
  
consecuencia	
  problemas	
  de	
  contaminación	
  en	
  la	
  zona	
  marina,	
  los	
  cuales,	
  producen	
  daños	
  
considerables	
  a	
  los	
  organismos	
  que	
  ahí	
  habitan	
  (Páez-­‐Osuna	
  et	
  al.,	
  1986).	
  Algunos	
  de	
  los	
  
organismos	
   que	
   pueden	
   ser	
   afectados	
   por	
   la	
   contaminación	
   son	
   los	
   que	
   habitan	
   en	
   el	
  
Sistema	
  Arrecifal	
  Veracruzano	
  (SAV)	
  localizado	
  frente	
  al	
  Puerto	
  de	
  Veracruz.	
  
	
  
Dado	
  el	
  nivel	
  de	
  contaminación	
  que	
  se	
  presenta,	
  la	
  cuantificación	
  de	
  metales	
  presentes	
  en	
  
los	
  sistemas	
  y	
  en	
  la	
  biota	
  es	
  importante	
  para	
  la	
  salud	
  de	
  los	
  ecosistemas	
  y	
  la	
  saludpública,	
  
especialmente	
  en	
  el	
  caso	
  de	
  especies	
  que	
  son	
  comestibles	
  o	
  que	
  pueden	
  ser	
  introducidas	
  
al	
  mercado	
  en	
  un	
  futuro	
  (Temara	
  et	
  al.,	
  1996;	
  Warnau	
  et	
  al.,	
  1997).	
  
	
  
Actualmente	
  en	
  varios	
  países,	
  los	
  equinodermos	
  y	
  particularmente	
  los	
  erizos	
  y	
  pepinos	
  de	
  
mar,	
   son	
   comestibles.	
   La	
   importancia	
   comercial	
   del	
   erizo	
   de	
   mar	
   radica	
   en	
   el	
  
aprovechamiento	
  de	
   sus	
   gónadas	
  que	
   se	
  exportan	
  a	
  diversos	
  mercados	
   internacionales;	
  
siendo	
   los	
  países	
  asiáticos	
  el	
  principal	
  mercado	
  de	
  este	
  producto.	
  En	
  nuestro	
  país,	
  en	
  el	
  
estado	
   de	
   Baja	
   California	
   se	
   explotan	
   comercialmente	
   dos	
   especies	
   de	
   erizo:	
   el	
   rojo	
  
Strongylocentrotus	
  franciscanus	
  y	
  el	
  morado	
  Strongylocentrotus	
  purpuratus	
  (NOM-­‐FF-­‐112-­‐
SCFI-­‐2009).	
  En	
  el	
  noreste	
  de	
  Brasil	
  	
  ha	
  sido	
  documentado	
  por	
  Carneiro	
  y	
  Cerqueira	
  (2008),	
  	
  
el	
  uso	
  de	
  las	
  gónadas	
  de	
  Echinometra	
  lucunter	
  como	
  fuente	
  de	
  alimento.	
  
	
  
Además	
   del	
   valor	
   económico-­‐comercial	
   de	
   los	
   erizos,	
   también	
   tienen	
   una	
   gran	
  
importancia	
  ecológica,	
  ya	
  que	
  desempeñan	
  un	
  papel	
  fundamental	
  en	
  la	
  trama	
  trófica.	
  Los	
  
erizos	
   de	
   mar	
   controlan	
   las	
   poblaciones	
   de	
   algas	
   al	
   ser	
   importantes	
   consumidores	
   de	
  
éstas,	
   lo	
  que	
   lleva	
  por	
  un	
   lado	
  al	
   aumento	
  en	
   la	
  accesibilidad	
  del	
   sustrato	
  para	
  muchos	
  
organismos	
   y	
   en	
   algunos	
   otros	
   casos,	
   evita	
   la	
   muerte	
   de	
   la	
   comunidad	
   de	
   corales	
  
hermatípicos	
  tan	
  importantes	
  para	
  los	
  arrecifes	
  marinos.	
  Los	
  erizos	
  son	
  organismos	
  clave	
  
para	
  el	
  reciclaje	
  de	
  los	
  elementos	
  minerales	
  y	
  su	
  incorporación	
  al	
  ciclo	
  de	
  los	
  nutrientes,	
  
degradando	
  la	
  materia	
  orgánica	
  hasta	
  un	
  nivel	
  que	
  puedan	
  ser	
  nuevamente	
  aprovechados	
  
por	
   los	
   productores	
   primarios	
   (Lawrence,	
   1975),	
   así	
   como	
   también	
   su	
   capacidad	
   para	
  
modificar	
  las	
  condiciones	
  del	
  substrato	
  en	
  el	
  que	
  viven	
  (bioturbación).	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Echinometra	
  lucunter	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
	
  |	
  P á g i n a 	
  
	
  
13	
  
	
  
Los	
  equinodermos	
  son	
  considerados	
  removedores	
  primarios	
  de	
  sedimentos	
  y	
  detritus	
  en	
  
el	
  mar,	
  desempeñando	
  un	
  papel	
   importante	
  en	
  el	
  ciclo	
  de	
  los	
  metales	
  (Eisler,	
  1981).	
  Del	
  
Phylum	
  Echinodermata,	
   los	
  erizos	
  de	
  mar	
  han	
  sido	
  uno	
  de	
  los	
  grupos	
  más	
  empleados	
  en	
  
los	
   últimos	
   años	
   para	
   investigar	
   la	
   toxicidad	
   de	
   diferentes	
   metales	
   y	
   la	
   calidad	
   de	
   las	
  
aguas,	
   a	
   través	
   de	
   estudios	
   de	
   laboratorio	
   relacionados	
   con	
   cambios	
   morfológicos	
   y	
  
embriológicos,	
  pero	
   como	
   indicadores	
  de	
   contaminación	
  metálica	
   in	
   situ,	
   han	
   sido	
  poco	
  
empleados	
  (Ablanedo	
  et	
  al.,	
  1990).	
  
	
  
Es	
   por	
   todo	
   esto	
   que	
   en	
   el	
   presente	
   trabajo	
   se	
   pretende	
   evaluar	
   las	
   capacidades	
   de	
  
acumulación	
   y	
   excreción	
   a	
   ciertos	
   metales	
   en	
   la	
   especie	
   Echinometra	
   lucunter	
   como	
  
posible	
  organismo	
  bioindicador	
  de	
  contaminación	
  para	
  el	
  Sistema	
  Arrecifal	
  Veracruzano.	
  	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Echinometra	
  lucunter	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
	
  |	
  P á g i n a 	
  
	
  
14	
  
	
  
2.	
  ANTECEDENTES	
  
	
  
2.1	
  Ubicación	
  taxonómica	
  de	
  E.	
  lucunter.	
  
	
  
	
  
	
  
Reino	
  Animalia	
  
	
  	
  	
  Phylum	
  Echinodermata	
  (Klein,	
  1734)	
  
	
  	
  	
  	
  	
  Clase	
  Echinoidea	
  (Leske,	
  1778)	
  	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Orden	
  Echinoida	
  (Claus,	
  1876)	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Familia	
  Echinometridae	
  (Gray,	
  1825)	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Género	
  Echinometra	
  (Gray,	
  1825)	
   	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Especie	
  Echinometra	
  lucunter	
  (Linnaeus,	
  1758)	
  
	
  
	
  
	
  
2.2	
  Distribución	
  geográfica	
  de	
  E.	
  lucunter.	
  
	
  
El	
   erizo	
   rojo	
   E.	
   lucunter,	
   es	
   un	
  miembro	
   prolífico	
   de	
   la	
   costa	
   oriental	
   de	
   América;	
   esta	
  
especie	
   es	
   común	
   en	
   zonas	
   de	
   rompiente	
   ocupando	
   una	
   amplia	
   diversidad	
   de	
   hábitats	
  
como	
   arrecifes	
   coralinos,	
   fondos	
   rocosos,	
   praderas	
   de	
   la	
   fanerógama	
   Thalassia	
  
testudinum,	
   rocas	
  y	
  arena	
   (Monroy	
  y	
  Solano	
  2005,	
  Astudillo	
  et	
  al.	
  2005),	
  encontrándose	
  
principalmente	
  en	
  ambientes	
  del	
  sublitoral	
  rocoso.	
  Su	
  distribución	
  se	
  extiende	
  desde	
   las	
  
costas	
  de	
  Beaufort,	
  Carolina	
  del	
  Norte,	
  las	
  Bermudas,	
  en	
  todo	
  el	
  sur	
  del	
  Mar	
  Caribe,	
  hasta	
  
el	
  Atlántico	
  central	
  en	
  Brasil	
  (Hendler	
  et	
  al.,	
  1995)	
  (Figura	
  1),	
  en	
  México	
  se	
  distribuye	
  en	
  
todas	
  las	
  costas	
  del	
  Golfo	
  de	
  México.	
  Puede	
  encontrarse	
  en	
  profundidades	
  desde	
  1	
  hasta	
  
45	
  m	
  (Serafy,	
  1979).	
  
	
  
	
  
	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Echinometra	
  lucunter	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
	
  |	
  P á g i n a 	
  
	
  
15	
  
	
  
	
  
	
  
Figura	
  1.	
  Distribución	
  geográfica	
  del	
  erizo	
  rojo,	
  E.	
  lucunter.	
  
	
  
	
  
2.3	
  Descripción	
  morfológica	
  de	
  E.	
  lucunter.	
  
	
  
E.	
  lucunter	
  es	
  una	
  especie	
  de	
  color	
  muyvariable,	
  aunque	
  predomina	
  el	
  pardo	
  rojizo;	
  con	
  
testa	
  de	
  origen	
  calcáreo	
  de	
  forma	
  elíptica	
  que	
  en	
  estado	
  adulto	
  puede	
  tener	
  un	
  diámetro	
  
de	
   30	
   a	
   64	
  mm	
   y	
   una	
   longitud	
   del	
   caparazón	
   de	
   33	
   a	
   71	
  mm.	
   El	
   cuerpo	
   se	
   encuentra	
  
cubierto	
  por	
  una	
  media	
  de	
  100	
  a	
  150	
  espinas.	
  Posee	
  espinas	
  primarias,	
  por	
  lo	
  general	
  más	
  
cortas	
  que	
  el	
  diámetro	
  del	
  caparazón,	
   las	
  cuales	
  son	
  robustas,	
  cónicas,	
  algo	
  aplanadas	
  y	
  
afiladas,	
  estriadas	
   longitudinalmente	
  y	
  de	
  diversos	
   tamaños;	
   las	
  espinas	
  secundarias	
  son	
  
finas,	
  frágiles,	
  con	
  un	
  aspecto	
  semejante	
  a	
  las	
  primarias,	
  pero	
  menores	
  que	
  la	
  cuarta	
  parte	
  
de	
   ellas,	
   el	
   color	
   de	
   las	
   espinas	
   es	
  muy	
   variable,	
   las	
   cuales	
   pueden	
   llegar	
   a	
   tener	
   color	
  
negruzco,	
  marrón,	
  verduzco,	
  púrpura	
  o	
  rojizo.	
  Las	
  espinas	
  orales	
  suelen	
  ser	
  más	
  claras	
  que	
  
el	
   resto	
   de	
   las	
   espinas.	
   Las	
   placas	
   genitales	
   son	
   pequeñas,	
   con	
   grandes	
   aberturas	
  
genitales.	
  La	
  placa	
  madrepórica	
  excede	
  en	
  mucho	
  a	
  las	
  otras	
  placas	
  genitales.	
  Posee	
  placas	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Echinometra	
  lucunter	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
	
  |	
  P á g i n a 	
  
	
  
16	
  
oculares	
   pequeñas.	
   Zonas	
   ambulacrales	
   muy	
   angostas	
   en	
   relación	
   con	
   las	
  
interambulacrales,	
   con	
   seis	
   a	
   siete	
   pares	
   de	
   poros	
   dispuestos	
   en	
   arco	
   por	
   encima	
   del	
  
ambitus	
  (Caso,1953).	
  Posee	
  cinco	
  dientes	
  ubicados	
  dentro	
  de	
  un	
  aparato	
  de	
  alimentación	
  
especializado	
   conocida	
   como	
   Linterna	
   de	
   Aristóteles.	
   (Abbott,	
   et	
   al.,	
   1974;	
  McPherson,	
  
1969)	
  
	
  
	
  
2.4	
  Ciclo	
  de	
  vida	
  de	
  E.	
  lucunter.	
  
	
  
Después	
  de	
  24	
  a	
  28h	
  de	
   la	
   fertilización,	
   se	
  desarrollan	
   larvas	
  planctónicas	
  denominadas	
  
pluteus	
  con	
  cuatro	
  brazos,	
  esta	
   larva	
  es	
  diminuta,	
   libre	
  nadadora,	
  planctónica.	
  Al	
  cuarto	
  
día,	
  aparecen	
  los	
  brazos	
  posterodorsales.	
  Al	
  final	
  de	
  su	
  etapa	
  larval	
  el	
  rudimento	
  de	
  lo	
  que	
  
es,	
   se	
   convierte	
   en	
   la	
   forma	
   de	
   un	
   erizo	
   adulto	
   dentro	
   de	
   la	
   larva	
   pluteus.	
   Al	
   llegar	
   la	
  
metamorfosis,	
   la	
   cual	
   ocurre	
   aproximadamente	
   a	
   los	
   20	
   días,	
   la	
   larva	
   se	
   va	
   al	
   fondo	
   y	
  
busca	
  un	
  substrato	
  adecuado,	
  ésta	
  comienza	
  a	
  desintegrarse	
  dejando	
  un	
  pequeño	
  y	
  típico	
  
erizo	
  de	
  mar,	
  menor	
  a	
  1mm	
  en	
  tamaño.	
  Al	
  final	
  del	
  primer	
  año,	
  el	
  joven	
  erizo	
  crece	
  varios	
  
milímetros	
   en	
   diámetro	
   y	
   puede	
   alcanzar	
   la	
   madurez	
   sexual	
   en	
   dos	
   o	
   tres	
   años,	
   el	
  
organismo	
  no	
  deja	
  de	
  crecer	
  en	
  toda	
  su	
  vida	
  (McPherson,	
  1969).	
  
	
  
	
  
2.5	
   Problemática	
   de	
   contaminación	
   en	
   el	
   Parque	
   Nacional	
   Sistema	
   Arrecifal	
  
Veracruzano.	
  
	
  
Las	
   actividades	
   humanas,	
   sin	
   duda,	
   han	
   contribuido	
   al	
   aumento	
   de	
   los	
   niveles	
   de	
  
contaminación	
  en	
  el	
  ambiente,	
  tanto	
  terrestre	
  como	
  marino.	
  En	
  el	
  mar	
  este	
  fenómeno	
  es	
  
más	
  evidente	
  en	
  áreas	
  costeras,	
  donde	
  se	
  presenta	
  un	
  incremento	
  en	
  la	
  concentración	
  de	
  
los	
  metales	
   tanto	
   en	
   agua	
   y	
   sedimentos,	
   como	
  en	
   flora	
   y	
   fauna	
   (Ponce-­‐Vélez	
   y	
   Botello,	
  
2006;	
  Villanueva	
  y	
  Botello,	
  1992).	
  
	
  
	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Echinometra	
  lucunter	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
	
  |	
  P á g i n a 	
  
	
  
17	
  
	
  
Se	
  ha	
   tomado	
  especial	
   interés	
  en	
  el	
  estudio	
  de	
   la	
  contaminación	
  marina	
  para	
  evaluar	
  el	
  
impacto	
  que	
  tiene	
  ésta	
  sobre	
  la	
  biota	
  acuática,	
  por	
  lo	
  que	
  se	
  han	
  realizado	
  trabajos	
  donde	
  
se	
   evalúa	
   la	
   salud	
   del	
   ambiente	
   a	
   través	
   de	
   la	
   concentración	
   del	
   contaminante	
   en	
  
organismos,	
  sedimento	
  y	
  en	
  la	
  columna	
  de	
  agua.	
  	
  
	
  
Dentro	
  del	
  Sistema	
  Arrecifal	
  Veracruzano	
  se	
  han	
  realizado	
  diversos	
  trabajos	
  donde	
  se	
  ha	
  
evaluado	
  la	
  concentración	
  de	
  metales	
  en	
  diferentes	
  sistemas	
  bentónicos	
  con	
   la	
  finalidad	
  
de	
   conocer	
   el	
   nivel	
   o	
   la	
   afectación	
   del	
   sistema	
   arrecifal.	
   Los	
  metales	
   que	
  más	
   han	
   sido	
  
estudiados	
  en	
  la	
  zona	
  son:	
  Al,	
  Cd,	
  Cr,	
  Cu,	
  Ni,	
  Pb,	
  Zn,	
  Fe	
  y	
  Mn,	
  siendo	
  la	
  mayoría	
  de	
  éstos	
  
enfocados	
   a	
   los	
   arrecifes	
   más	
   cercanos	
   a	
   la	
   costa	
   como	
   son	
   La	
   Gallega,	
   Hornos,	
   Isla	
  
Sacrificios	
  e	
   Isla	
  Verde,	
  suponiendo	
  que	
  estos	
  arrecifes	
  al	
  encontrarse	
  más	
  cercanos	
  a	
   la	
  
costa,	
  son	
  los	
  más	
  contaminados.	
  De	
  los	
  estudios	
  efectuados	
  con	
  metales	
  destaca	
  el	
  de	
  los	
  
corales	
  como	
  los	
  trabajos	
  hechos	
  por	
  Sánchez–Pérez	
  (1994),	
  quien	
  evaluó	
  los	
  niveles	
  de:	
  
Cd,	
  Co,	
  Cu,	
  Cr,	
  Fe,	
  Mn,	
  Ni,	
  Pb	
  y	
  Zn	
  en	
  el	
  coral	
  pétreo	
  Madracis	
  decactis	
  del	
  arrecife	
  de	
  Isla	
  
Verde	
  y	
  el	
  de	
  Rivera-­‐Ramírez	
  (2006)	
  quien	
  realizó	
  la	
  determinación	
  de	
  metales	
  traza	
  (Cu,	
  
Ni,	
  Pb,	
  V	
  y	
  Fe)	
  en	
  agua	
  de	
  mar	
  y	
  en	
  las	
  especies	
  de	
  corales	
  Diploria	
  strigosa	
  y	
  Copophylia	
  
natans	
  en	
  el	
  Arrecife	
  de	
  Isla	
  Sacrificios.	
  También	
  se	
  han	
  hecho	
  trabajos	
  con	
  algas	
  y	
  pasto	
  
marino,	
   destacando	
   los	
   realizados	
   por	
   Noriega-­‐Escobar	
   (2001),	
   quien	
   evaluó	
   la	
  
concentración	
   de	
   los	
   metales	
   Al,	
   Cu,	
   Cd,	
   Ni,	
   Pb	
   y	
   Zn	
   en	
   el	
   pasto	
   marino	
   Thalassia	
  
testudinum	
  de	
  seis	
  arrecifes	
  (Chopas,	
  Isla	
  Verde,	
  La	
  Gallega,	
  Hornos,	
  Punta	
  Gorda	
  y	
  Punta	
  
Mocambo);	
   Acosta-­‐González	
   (2002),	
   efectuó	
   una	
   comparaciónde	
   la	
   concentración	
   de	
  	
  
metales	
  pesados	
  (Al,	
  Cd,	
  Cr,	
  Cu,	
  Ni,	
  Pb	
  y	
  Zn)	
  en	
  el	
  alga	
  (Dictyota	
  guineensis)	
  en	
  los	
  arrecifes	
  
de	
   Isla	
  Verde	
  y	
   la	
  Gallega;	
  Morlán-­‐Cahue	
  (2003),	
  determinó	
   la	
  concentración	
  de	
  algunos	
  
metales	
  pesados	
  (Fe,	
  Mn,	
  Pb	
  y	
  Zn)	
  en	
  macroalgas	
  clorofitas	
  en	
  los	
  mismos	
  arrecifes	
  y	
  en	
  
otros	
   cuatro	
   más,	
   Anegada	
   de	
   Adentro,	
   Blanquilla,	
   Galleguilla,	
   Hornos,	
   Pájaros	
   y	
  
Sacrificios.	
   Estos	
   estudios	
   han	
   servido	
   como	
   marco	
   de	
   referencia	
   respecto	
   a	
   la	
  
contaminación	
  que	
  se	
  presenta	
  en	
  esta	
  área,	
  además	
  de	
  ayudar	
  a	
  comparar	
  con	
  trabajos	
  
actuales	
  el	
  status	
  de	
  la	
  zona	
  arrecifal.	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Echinometra	
  lucunter	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
	
  |	
  P á g i n a 	
  
	
  
18	
  
	
  
2.6	
  	
  Fuente	
  de	
  los	
  metales	
  pesados	
  Cd,	
  Zn	
  y	
  Ni.	
  
	
  
El	
   cadmio	
   (Cd)	
   es	
   considerado	
   como	
   un	
   elemento	
   no	
   esencial	
   en	
   animales,	
   cuyas	
  
propiedades	
  químicas	
  son	
  intermedias	
  entre	
  el	
  zinc	
  y	
  el	
  mercurio;	
  en	
  el	
  mar,	
  el	
  66%	
  está	
  
presente	
   como	
   ion	
  Cd+2	
   junto	
   con	
  CdCO3	
   (26%),	
   Cd(OH)2	
   (5%),	
   CdCl2	
   (1%)	
   y	
   CdSO4	
   (1%)	
  
(Whitfield	
   et	
   al.,	
   1981).	
   Las	
   principales	
   fuentes	
   de	
   cadmio	
   en	
   ambientes	
   acuáticos	
  
provienen	
  del	
  lavado	
  de	
  los	
  suelos	
  agrícolas	
  y	
  de	
  las	
  descargas	
  de	
  la	
  minería	
  y	
  la	
  industria.	
  
Otro	
   origen	
   importante	
   son	
   los	
   desechos	
   municipales	
   y	
   los	
   lodos	
   de	
   las	
   plantas	
   de	
  
tratamiento	
  (UNEP,	
  1985).	
  Su	
  presencia	
  en	
  ambientes	
  marinos	
  disminuye	
  la	
  capacidad	
  de	
  
sobrevivencia	
  de	
   larvas	
  y	
  estadios	
   juveniles	
  de	
  peces,	
  moluscos	
  y	
   crustáceos	
   (Förstner	
  y	
  
Wittman,	
  1979).	
  	
  
	
  
El	
   zinc	
   (Zn)	
   a	
   diferencia	
   del	
   cadmio	
   es	
   considerado	
   un	
   elemento	
   esencial	
   que	
   en	
   bajas	
  
concentraciones	
  es	
  utilizado	
  por	
  el	
  organismo	
  para	
  realizar	
  ciertos	
  procesos	
  metabólicos,	
  
además	
   de	
   formar	
   parte	
   integral	
   de	
   ciertas	
   enzimas	
   como	
   la	
   anhidrasa	
   carbónica,	
  
carboxipeptidasa	
   y	
   varias	
   hidrogenasas	
   (Páez-­‐Osuna,	
   2005),	
   	
   aunque	
   en	
   altas	
  
concentraciones	
  puede	
   ser	
   tóxico	
  para	
   el	
   organismo.	
   El	
   Zn	
   junto	
   con	
  el	
   Cd	
   y	
   el	
   Pb	
   	
   son	
  
usados	
  en	
   las	
   refinerías	
  de	
  petróleo,	
  en	
   la	
  producción	
  de	
  acero,	
   fertilizantes	
   (Förstner	
  y	
  
Wittmann,	
   1979)	
   y	
   pesticidas	
   (Samyappan	
   et	
   al.,	
   2007);	
   el	
   zinc,	
   también	
   puede	
  
encontrarse	
  en	
  cantidades	
  importantes	
  en	
  los	
  detergentes	
  (Angino	
  et	
  al.,	
  1970).	
  	
  
	
  
El	
  níquel	
  (Ni),	
  al	
  igual	
  que	
  otros	
  elementos	
  metálicos	
  como	
  el	
  vanadio,	
  cromo	
  y	
  el	
  plomo,	
  
se	
   le	
   relaciona	
   con	
   la	
   industria	
   del	
   petróleo,	
   particularmente	
   con	
   los	
   efluentes	
  
provenientes	
  de	
  los	
  procesos	
  de	
  refinación	
  de	
  crudos,	
  así	
  como	
  de	
  la	
  industria	
  productora	
  
de	
   fertilizantes,	
   de	
   la	
   industria	
   del	
   transporte	
   y	
   fundidoras,	
   por	
   otro	
   lado	
   también	
   es	
  
liberado	
  a	
   la	
  atmósfera	
  por	
  plantas	
  que	
  queman	
  petróleo	
  o	
  carbón	
  y	
  por	
   industrias	
  que	
  
manufacturan	
  y	
  usan	
  este	
  metal	
  en	
  sus	
  aleaciones	
  o	
  compuestos	
  (Wittman,	
  1979).	
  
	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Echinometra	
  lucunter	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
	
  |	
  P á g i n a 	
  
	
  
19	
  
	
  
2.7	
  Equinodermos	
  como	
  bioindicadores	
  de	
  contaminación.	
  	
  
	
  
La	
  utilización	
  de	
  organismos	
  para	
  el	
  monitoreo	
  de	
   la	
  contaminación	
  marina	
  se	
  ha	
  hecho	
  
necesaria	
  para	
   tener	
  un	
  panorama	
  completo	
  de	
   lo	
  que	
  sucede	
  con	
   los	
  contaminantes	
  al	
  
entrar	
   al	
   ambiente	
   marino.	
   En	
   algunas	
   ocasiones	
   el	
   análisis	
   de	
   muestras	
   de	
   agua	
   y	
  
sedimento	
  no	
  son	
  suficientes	
  para	
  ver	
  el	
  impacto	
  de	
  los	
  contaminantes	
  en	
  el	
  ambiente,	
  al	
  
no	
   ser	
   biodisponibles	
   para	
   la	
   biota	
   marina	
   (den	
   Besten	
   et	
   al.,	
   2001),	
   por	
   lo	
   que	
   es	
  
necesario	
   la	
   utilización	
   de	
   organismos	
   que	
   determinen	
   el	
   verdadero	
   impacto	
   que	
   tiene	
  
dicho	
  contaminante	
  en	
  el	
  ambiente.	
  	
  
	
  
Estos	
   organismos	
   utilizados	
   para	
   monitoreo	
   ambiental	
   reciben	
   el	
   nombre	
   de	
  
“bioindicadores”,	
   los	
   cuales	
   se	
   definen	
   como	
   organismos	
   que	
   son	
   utilizados	
   para	
  
cuantificar	
   el	
   nivel	
   de	
   disponibilidad	
   de	
   los	
   contaminantes	
   en	
   los	
   ecosistemas	
   y	
   son	
  
elegidos	
   por	
   su	
   capacidad	
   de	
   acumular	
   un	
   contaminante	
   sin	
   presentar	
   una	
   respuesta	
  
tóxica	
   significativa;	
   además	
   de	
   que	
   son	
   especies	
   que	
  presentan	
  una	
   relación	
   estadística	
  
simple	
   entre	
   las	
   concentraciones	
   del	
   contaminante	
   en	
   sus	
   tejidos	
   y	
   la	
   que	
   hay	
   en	
   el	
  
ambiente	
  (Beeby,	
  1999).	
  En	
  equinodermos	
  adultos,	
  la	
  acumulación	
  de	
  Cd	
  y	
  Pb	
  parece	
  ser	
  
proporcional	
  a	
  las	
  concentraciones	
  de	
  metales	
  encontradas	
  en	
  el	
  agua	
  circundante,	
  lo	
  que	
  
permite	
  considerarlos	
  como	
  bioindicadores	
  de	
  metales	
  del	
  medio	
  ambiente	
  (Crees	
  et	
  al.,	
  
1998;	
   Kremling	
   y	
   Streu,	
   2000;	
   Anderson	
   et	
   al.,	
   2001;	
   Cesar	
   et	
   al.,	
   2004;	
   Deheyn	
   et	
   al.,	
  
2005).	
  
	
  
La	
  capacidad	
  de	
  respuesta	
  de	
   los	
  bioindicadores	
  varía,	
  dependiendo	
  de	
  muchos	
  factores	
  
como	
  son:	
  la	
  edad,	
  talla,	
  estacionalidad,	
  sexo,	
  hábitos	
  alimenticios,	
  duración	
  o	
  tiempo	
  de	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
exposición,	
   respuestas	
   tóxicas	
   e	
   interacciones	
   con	
   otras	
   especies(incluyendo	
   la	
   flora)	
  
(Beeby,	
   2001).	
   Idealmente,	
   las	
   especies	
   elegidas	
   como	
   bioindicadores	
   deben	
   cumplir	
  
varios	
   criterios	
   entre	
   los	
   que	
   destacan:	
   ser	
   sedentarios	
   o	
   de	
   baja	
   movilidad,	
   fáciles	
   de	
  
identificar	
  y	
  colectar,	
  abundantes	
  durante	
  todo	
  el	
  año	
  ,	
  de	
  larga	
  duración,	
  resistentes	
  a	
  las	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Echinometra	
  lucunter	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
	
  |	
  P á g i n a 	
  
	
  
20	
  
variaciones	
   ambientales	
   de	
   temperatura,	
   salinidad	
   y	
   oxígeno	
   disuelto,	
   también	
   debe	
  
considerarse	
   el	
   hecho	
   de	
   que	
   estos	
   organismos	
   se	
   encuentren	
   en	
   poblaciones	
  
suficientemente	
   abundantes	
   en	
   el	
   área	
   a	
   evaluar	
   para	
   no	
   alterar	
   o	
   perjudicar	
   a	
   la	
  
población,	
  debe	
  ser	
  tolerante	
  a	
  altos	
  niveles	
  de	
  contaminantes,	
  pero	
  acumuladores	
  netos	
  
de	
   los	
  contaminantes	
  en	
  cuestión	
  y	
  ser	
  el	
   indicador	
  de	
  un	
   importante	
  grupo	
  funcional	
  o	
  
nivel	
  trófico	
  del	
  ecosistema	
  marino	
  (Thebault,	
  2005).	
  
	
  
Varios	
   estudios	
   han	
   sugerido	
   o	
   utilizado	
   a	
   los	
   equinoideos	
   como	
   bioindicadores	
   de	
  
contaminación	
  por	
  metales	
  pesados	
  en	
  el	
  medio	
  marino,	
  ejemplos	
  de	
  estos	
  trabajos	
  son	
  
los	
  realizados	
   	
  por	
  Warnau	
  et	
  al.,	
   (1997)	
  quienes	
  proponen	
  al	
  erizo	
  Paracentrotus	
   lividus	
  
como	
  bioindicador	
  para	
  Cd;	
  	
  Hernández	
  et	
  al.,	
  (2009),	
  proponen	
  al	
  erizo	
  de	
  mar	
  Diadema	
  
antillarum	
   como	
   un	
   excelente	
   bioindicador	
   de	
   contaminación	
   por	
   metales	
   pesados.	
  
Adicionalmente,	
   algunos	
   estudios	
   han	
   demostrado	
   que	
   Echinometra	
   lucunter	
   posee	
   la	
  
facilidad	
  de	
  acumular	
  metales	
  del	
  ambiente,	
  dado	
  que	
  es	
  una	
  especie	
  que	
  habita	
  en	
   las	
  
zonas	
   intermareales,	
   cercanas	
   a	
   la	
   costa,	
   lo	
   que	
   lo	
   expone	
   fácilmente	
   a	
   sitios	
  
contaminados	
  o	
  a	
  fuentes	
  contaminantes	
  costeras	
  (Ablanedo	
  et	
  al.,	
  1990).	
  
	
  
Por	
  otro	
  lado,	
  se	
  han	
  hecho	
  trabajos	
  acerca	
  de	
  la	
  concentración	
  de	
  metales	
  en	
  erizos	
  de	
  
diferentes	
   especies,	
   como	
   el	
   realizado	
   por	
   Radenac	
   et	
   al.,	
   (2001),	
   quienes	
   evaluaron	
   la	
  
bioacumulación	
  y	
  toxicidad	
  de	
  cuatro	
  metales	
  (Cd,	
  Cu,	
  Pb,	
  Zn)	
  	
  en	
  larvas	
  del	
  erizo	
  de	
  mar	
  
Paracentrotus	
  lividus,	
  encontrando	
  que	
  hay	
  un	
  alto	
  potencial	
  de	
  acumulación	
  durante	
  las	
  
etapas	
  iniciales	
  del	
  desarrollo	
  de	
  estos	
  organismos,	
  esta	
  respuesta	
  se	
  vio	
  reflejada	
  en	
  las	
  
anormalidades	
   encontradas	
   en	
   las	
   larvas	
   como	
   malformaciones	
   en	
   el	
   esqueleto,	
   el	
  
bloqueo	
  en	
  el	
  estadio	
  de	
  gástrula	
  y	
  blástula	
  o	
  hasta	
  la	
  muerte	
  de	
  algunas	
  larvas.	
  Bielmyer	
  
et	
  al.,	
  (2005),	
  midieron	
  el	
  efecto	
  de	
  metales	
  (Cu,	
  Ag,	
  Ni,	
  Se)	
  en	
  la	
  etapa	
  larval	
  y	
  adulta	
  del	
  
erizo	
   de	
  mar	
  Diadema	
  antillarum,	
   observando	
   una	
   alta	
   sensibilidad	
   de	
   los	
   adultos	
   y	
   las	
  
larvas	
  con	
  estos	
  metales.	
  Por	
  su	
  parte,	
  Warnau	
  et	
  al.,	
  (1997),	
  hicieron	
  un	
  estudio	
  en	
  donde	
  
analizaron	
  la	
  cinética	
  de	
  absorción	
  y	
  excreción	
  de	
  cadmio	
  en	
  el	
  erizo	
  de	
  mar	
  Paracentrotus	
  
lividus	
   expuesto	
   a	
   diferentes	
   concentraciones,	
   catalogándolo	
   como	
   un	
   excelente	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Echinometra	
  lucunter	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
	
  |	
  P á g i n a 	
  
	
  
21	
  
bioindicador	
  de	
  estos	
  metales.	
  Hernández	
  et	
  al.,	
  (2009),	
  evaluaron	
  la	
  acumulación	
  de	
  los	
  
metales	
   (Pb	
   y	
   Cd)	
   en	
   el	
   erizo	
   de	
   mar	
   Diadema	
   antillarum	
   en	
   Tenerife,	
   Islas	
   Canarias,	
  
resaltando	
  que	
  presenta	
  una	
  amplia	
  variación	
  en	
  el	
  contenido	
  de	
  metales	
  dependiendo	
  de	
  
la	
  zona	
  de	
  muestreo	
  y	
  tipo	
  de	
  tejido.	
  	
  
Adicional	
  a	
  estos	
  grupos	
  mencionados,	
   se	
   tienen	
   registrados	
  algunos	
  estudios	
  en	
  el	
  SAV	
  
referentes	
  a	
   la	
  especie	
  E.	
   lucunter,	
   éstos	
   corresponden	
  a	
  Acosta-­‐González	
  et	
  al.,	
   (2000),	
  
donde	
  se	
  determinaron	
   los	
  niveles	
  de	
  Al,	
  Cd,	
  Cr,	
  Cu,	
  Ni,	
  Pb	
  y	
  Zn	
  en	
  el	
  erizo	
   rojo	
  en	
  dos	
  
arrecifes,	
   La	
   Gallega	
   e	
   Isla	
   Verde,	
   con	
   el	
   propósito	
   de	
   determinar	
   el	
   grado	
   de	
  
contaminación	
  en	
  el	
  área;	
  dos	
  años	
  después,	
  se	
  volvió	
  a	
  realizar	
   la	
  determinación	
  de	
   los	
  
mismos	
   metales	
   en	
   sustrato	
   coralino,	
   un	
   alga	
   (Dyctiota	
   guineensis)	
   y	
   en	
   el	
   esqueleto,	
  
gónadas	
   y	
   tracto	
   digestivo	
   del	
   erizo	
   E.	
   lucunter	
   de	
   los	
   mismos	
   arrecifes,	
   encontrando	
  
mayores	
   concentraciones	
   de	
   Ni	
   (en	
   coral),	
   Al	
   (en	
   el	
   resto	
   de	
   las	
   muestras)	
   y	
  
concentraciones	
  menores	
  de	
  Cd	
  y	
  Cr,	
  concluyendo	
  que	
  el	
  esqueleto	
  de	
  erizo	
  es	
  un	
  buen	
  
indicador	
  de	
  metales,	
  en	
  especial	
  para	
  el	
  Pb.	
  	
  
	
  
Todo	
   lo	
   expuesto	
   sugiere	
   que	
   los	
   equinodermos	
   pueden	
   ser	
   considerados	
   como	
  
excelentes	
  bioindicadores	
  de	
  contaminación	
  ambiental	
  por	
  metales.	
  
	
  
	
  
2.8	
  Bioindicador,	
  bioacumulador,	
  bioregulador.	
  
	
  
Una	
  vez	
  que	
  un	
  metal	
   traza	
  entra	
  en	
  un	
  organismo,	
  por	
  diferentes	
   vías,	
   éste	
  puede	
   ser	
  
acumulado	
  o	
  excretado	
  en	
  diversos	
  grados.	
  La	
  acumulación	
  puede	
  ocurrir	
  como	
  resultado	
  
de	
   algunos	
   mecanismos	
   fisiológicos;	
   en	
   el	
   caso	
   de	
   los	
   metales	
   esenciales,	
   el	
   metal	
   es	
  
llevado	
  a	
  los	
  tejidos	
  que	
  requieren	
  de	
  él	
  para	
  alguna	
  función	
  metabólica.	
  Por	
  otra	
  parte	
  en	
  
el	
   caso	
   de	
   los	
   metales	
   no	
   esenciales,	
   éstos	
   al	
   ser	
   introducidos	
   al	
   organismo	
   notienen	
  
ningún	
  requerimiento	
  metabólico;	
  por	
   lo	
  que	
  es	
  evidente,	
  que	
  tanto	
   los	
   iones	
  metálicos	
  
en	
   exceso	
   de	
   los	
   requerimientos	
   metabólicos	
   (en	
   el	
   caso	
   de	
   los	
   metales	
   esenciales)	
   o	
  
aquellos	
   que	
   no	
   son	
   requeridos	
   por	
   el	
   organismo	
   (no	
   esenciales),	
   son	
   potencialmente	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Echinometra	
  lucunter	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
	
  |	
  P á g i n a 	
  
	
  
22	
  
tóxicos	
  y	
  deben	
  ser	
  removidos	
  del	
  organismo;	
  dando	
  lugar	
  a	
  la	
  excreción	
  por	
  un	
  lado,	
  por	
  
otro,	
   a	
   la	
   acumulación	
   (causando	
   daños	
   irreversibles	
   en	
   el	
   organismo)	
   o	
  
biotransformación,	
  dando	
  lugar	
  a	
  otras	
  formas	
  del	
  metal	
  dentro	
  del	
  organismo	
  que	
  sean	
  
menos	
  tóxicas	
  (Depledge	
  y	
  Rainbow,	
  1990).	
  
	
  
La	
   tasa	
   a	
   la	
   cual	
   ocurre	
   la	
   acumulación	
   en	
   un	
   organismo,	
   no	
   sólo	
   depende	
   de	
   la	
  
disponibilidad	
   del	
   contaminante	
   en	
   el	
   ambiente,	
   sino	
   también,	
   de	
   toda	
   la	
   gama	
   de	
  
factores	
  ambientales,	
  biológicos	
  y	
  químicos.	
  El	
  nivel	
  máximo	
  al	
  que	
  se	
  llega	
  se	
  rige	
  por	
  la	
  
capacidad	
   del	
   organismo	
   para	
   excretar	
   el	
   contaminante	
   o	
   almacenarlo	
   (Bryan,	
   1979).	
  
Dadas	
  estas	
  diferencias	
  de	
  acumulación,	
  excreción,	
   regulación	
  de	
   los	
  metales	
  dentro	
  de	
  
los	
   organismos,	
   a	
   continuación	
   se	
   define	
   qué	
   es	
   un	
   organismo	
   bioindicador,	
  
bioacumulador	
  y	
  bioregulador:	
  
	
  
1. Bioindicador.	
   Es	
  un	
  organismo	
  o	
  parte	
  de	
  un	
  organismo	
  o	
  de	
  una	
   comunidad	
  de	
  
organismos	
  que	
  detectan	
   la	
  existencia	
  de	
  condiciones	
  complejas	
  que	
   resultan	
  de	
  
un	
  grupo	
  de	
  factores	
  bióticos	
  y	
  abióticos	
  que	
  son	
  difíciles	
  de	
  medir	
  por	
  separado,	
  
por	
   lo	
   que	
   contienen	
   información	
   de	
   la	
   calidad	
   de	
   su	
   ambiente	
   (Dauvin	
   et	
   al.,	
  
2010).	
  
2. Bioacumulador.	
   Organismo	
   con	
   la	
   capacidad	
   de	
   acumular	
   contaminantes	
   del	
  
ambiente	
  (por	
  factores	
  bióticos	
  o	
  abióticos)	
  en	
  sus	
  tejidos	
  o	
  en	
  ciertos	
  tejidos,	
  pero	
  
sin	
  la	
  capacidad	
  de	
  excretarlos	
  nuevamente	
  al	
  ambiente	
  (Gray,	
  2002).	
  
3. Bioregulador.	
   Organismo	
   con	
   la	
   capacidad	
   de	
   acumular	
   contaminantes	
   del	
  
ambiente	
   en	
   sus	
   tejidos,	
   para	
   posteriormente	
   excretarlos	
   de	
   su	
   sistema	
   cuando	
  
esos	
  contaminantes	
  hayan	
  disminuido	
  o	
  desaparecido	
  del	
  ambiente.	
  
	
  
	
  
La	
   Figura	
   2	
   muestra	
   la	
   respuesta	
   que	
   presentan	
   estos	
   organismos	
   (bioacumulador	
   y	
  
bioregulador)	
  frente	
  a	
  la	
  presencia	
  de	
  algún	
  contaminante.	
  Para	
  ser	
  considerado	
  un	
  buen	
  
bioindicador,	
   es	
   necesario	
   que	
   el	
  modelo	
   presente,	
   preferentemente,	
   una	
   respuesta	
   de	
  
tipo	
  bioacumulador,	
  pues	
  al	
  acumular	
  el	
  metal	
  y	
  llegar	
  a	
  un	
  umbral	
  en	
  donde	
  el	
  organismo	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Echinometra	
  lucunter	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
	
  |	
  P á g i n a 	
  
	
  
23	
  
ya	
   no	
   excreta,	
   ni	
   sigue	
   acumulando	
   más,	
   permite	
   registrar	
   lecturas	
   apropiadas	
   de	
   la	
  
calidad	
   del	
   sistema.	
   Por	
   otra	
   parte,	
   los	
   bioreguladores	
   deben	
   tratarse	
   con	
   reserva	
   al	
  
ocuparse	
  como	
  indicadores	
  de	
  calidad,	
  ya	
  que	
  sin	
  el	
  debido	
  cuidado,	
  pueden	
  dar	
  una	
  idea	
  
errónea	
  de	
  la	
  verdadera	
  concentración	
  del	
  contaminante	
  en	
  el	
  ambiente,	
  pues	
  al	
  excretar	
  
a	
  los	
  contaminantes	
  se	
  tiende	
  a	
  subestimar	
  la	
  cantidad	
  real	
  de	
  éstos	
  (Bryan,	
  1979).	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
Figura	
  2.	
  Respuesta	
  dosis-­‐efecto	
  que	
  muestran	
  los	
  organismos.	
  a)	
  bioacumulador	
  y	
  b)	
  bioregulador.	
  FASE	
  I.	
  
Fase	
  de	
  exposición	
  al	
  contaminante.	
  FASE	
  II.	
  Fase	
  de	
  no	
  exposición	
  al	
  contaminante.	
  La	
  línea	
  punteada	
  indica	
  
donde	
  terminan	
  e	
  inician	
  las	
  fases.	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Echinometra	
  lucunter	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
	
  |	
  P á g i n a 	
  
	
  
24	
  
	
  
	
  
3.	
  JUSTIFICACIÓN	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  
En	
  el	
  presente	
  estudio	
  se	
  decidió	
  trabajar	
  con	
  el	
  erizo	
  de	
  mar	
  Echinometra	
  lucunter	
  dado	
  
que	
   cumple	
   con	
   la	
  mayoría	
   de	
   los	
   requisitos	
   para	
   ser	
   un	
   buen	
   organismo	
   indicador	
   de	
  
contaminación,	
   además	
   de	
   mostrar	
   ser	
   un	
   organismo	
   capaz	
   de	
   acumular	
   niveles	
  
detectables	
   de	
  metales	
   en	
   sus	
   tejidos;	
   por	
   ello	
   se	
   propone	
   estudiar	
   en	
   condiciones	
   de	
  
laboratorio,	
   la	
   capacidad	
   de	
   E.	
   lucunter	
   de	
   regular	
   el	
   Cd,	
   Zn	
   y	
   Ni	
   para	
   determinar	
   su	
  
posible	
  utilización	
  como	
  bioindicador	
  de	
  contaminación	
  costera.	
  	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
4.	
  HIPÓTESIS	
  
	
  
Si	
  el	
  erizo	
  de	
  mar	
  E.	
  lucunter	
  tiene	
  la	
  capacidad	
  de	
  acumular	
  metales	
  del	
  medio	
  ambiente	
  
en	
  sus	
  tejidos,	
  entonces	
  sus	
  espinas	
  pueden	
  servir	
  como	
  tejido	
  blanco	
  para	
  monitoreo	
  de	
  
contaminantes	
  por	
  lo	
  que	
  es	
  posible	
  que	
  tenga	
  la	
  capacidad	
  de	
  regular	
  metales	
  esenciales	
  
como	
  el	
  zinc	
  y	
  el	
  níquel	
  y	
  acumular	
  no	
  esenciales	
  como	
  el	
  cadmio.